Ионное соотношение кислых и основных растворов
pH Scale by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)
Название проекта: Ионное соотношение кислых и основных растворов
Эта виртуальная лаборатория предназначена для использования на уроках химии по следующим темам:
- 11 класс. Глава X. “Кислотные и основные растворы”.
Цели:
- Ознакомить учащихся с понятием pH и его связью с концентрацией ионов в растворе.
- Позволить учащимся изучить уровень pH повседневных жидкостей с помощью виртуальной симуляции.
- Предоставить наглядное представление о том, как значение pH соотносится с концентрацией гидрония (H₃O⁺) и гидроксид-ионов (OH⁻) на молекулярном уровне.
Практическая часть
Данная симуляция поможет вам разобраться в значении pH обычных жидкостей и его связи с концентрацией ионов на молекулярном уровне.
Шаг 1. Симуляция имеет три режима: «Macro», «Micro» и «My solution». Для изучения взаимосвязи между pH и ионами выберите режим «Micro».
Шаг 2. В этом режиме вы увидите:
- Мензурку
- Список растворов на выбор (в выпадающем меню)
- Датчик pH в растворе
- Водопроводные краны справа
Шаг 3. Выберите любой раствор из доступных вариантов. Например газированный напиток. На шкале вы увидите, что напиток имеет кислую среду ( pH около 2,5).
Шаг 4. Обратите внимание на график или шкалу слева. На ней показана концентрация (в молях):
- Ионы гидрония (H₃O+) — связанные с кислотами (ожидается более высокая концентрация)
- Гидроксид⁻ионы (OH-) — связанные с основаниями (ожидается более низкая концентрация)
- Вода (H₂O)
Шаг 5. По умолчанию используется логарифмическая шкала. Она подчеркивает огромную разницу между концентрациями гидрония и гидроксида. Если вам не знакомы научные обозначения, переключите график в линейный масштаб. Это визуально покажет величину разницы между концентрациями ионов.
Шаг 6: Поставьте галочку в секции «H₃O⁺/OH⁻ ratio». Красные точки обозначают ионы гидрония, а синие — ионы гидроксида. Это представление помогает сравнить относительные количества этих ионов.
Шаг 7: Попробуйте добавить воды в газировку с помощью кранов. Красные точки (гидроний) по-прежнему должны доминировать, но разница между красным и синим может казаться меньше.
Шаг 8: Выберите раствор с нейтральным pH, например, слюну. В представлении соотношения ионов вы должны увидеть примерно равное количество красных и синих точек, отражающих сбалансированную концентрацию ионов гидрония и гидроксида.
Заключение
Эта симуляция — ценный инструмент для изучения pH и его связи с концентрацией ионов в растворах. Она позволяет визуализировать эти концепции и проводить эксперименты, что способствует более глубокому пониманию темы.
Словарь терминов
- acidic — кислотный
- basic — щелочный
- hydronium ions — ионы гидрония
- hydroxide ions — ионы гидроксида
- battery acid — аккумуляторная кислота
- blood — кровь
- chicken soup — куриный бульон
- coffee — кофе
- drain cleaner — средство для чистки труб
- hand soap — мыло для рук
- milk — молоко
- orange juice — апельсиновый сок
- soda pop — газированная вода
- spit — слюна
- vomit — рвотная масса